Sensori optoelettronici in fibra ottica basati su film polimerici ultrasottili per applicazioni al monitoraggio ambientale

L’oggetto della tesi è lo sviluppo di un sensore optoelettronico in fibra ottica a film nanometrico per il rilevamento di inquinanti in acqua. Per questo lavoro si è cominciato con l’analizzare i motivi che hanno portato alla scelta di sviluppare un sensore optoelettronico in fibra ottica. Innumerevoli infatti sono i vantaggi di questa classe di sensori come: l’immunità alle interferenze elettromagnetiche, la duplice funzione di sensore e canale per il trasporto dei dati, la resistenza ad ambienti ostili da un punto di vista elettrico e le ridottissime dimensioni. Il sensore proposto è realizzato deponendo un film nanometrico di polimero nanoporoso sulla terminazione di una fibra ottica caratterizzata da taglio ortogonale. Il sensore realizzato è stato studiato in termini di modello ottico ricavandone l’equazione della riflettività. Essendo quest’ultima dipendente da numerosi parametri, è stato affrontato uno studio parametrico approfondito, mettendone in evidenza le caratteristiche di linearità e sensibilità. Successivamente si è affrontato il problema della caratterizzazione dell’indice di rifrazione efficace della fibra e dell’indice di rifrazione e dello spessore del film polimerico. Una volta caratterizzato il sensore si è progettato ed implementato il setup sperimentale per rilevare la presenza di inquinante in acqua attraverso le prove di assorbimento. I risultati sperimentali dimostrano la capacità del sensore nel rilevare quantità di cloroformio e ammoniaca.